Linux设备驱动
Linux设备驱动包含字符设备驱动，块设备驱动及网络设备驱动，近年来更加流行通用的是设备树。
字符设备驱动 (Character Device Drivers)
- 特点：以字节流的方式进行顺序访问，不经过系统的缓存机制（或缓存方式不同），通常不支持随机访问。
- 接口：通过文件系统中的设备节点（如
/dev/ttyS5,/dev/null,/dev/random）进行访问，应用程序可以使用标准的open(),read(),write(),close()等系统调用与之交互。 - 常见设备：串行端口、键盘、鼠标、音频设备、简单的自定义硬件等。
块设备驱动 (Block Device Drivers)
- 特点：以固定大小的数据块（通常是512字节或更大）为单位进行访问，支持随机访问（可以读写任意块）。块设备的读写通常会经过内核的页缓存 (Page Cache)，以提高性能。
- 接口：同样通过设备节点（如
/dev/sda,/dev/hda,/dev/mmcblk0）访问，但它们通常是文件系统（如 ext4, xfs）的底层存储设备。用户通常不直接读写块设备节点，而是通过挂载在其上的文件系统来访问。 - 常见设备：硬盘、固态硬盘（SSD）、U盘、SD卡、光盘驱动器等。
网络设备驱动 (Network Device Drivers)
- 特点：处理网络数据包的发送和接收。与字符和块设备不同，网络设备不通过文件系统中的设备节点（
/dev下的节点）来访问。它们没有实现read()和write()系统调用。 - 接口：通过套接字 (Socket) API 进行通信。内核的网络子系统（如 TCP/IP 协议栈）与网络设备驱动交互，驱动程序负责将数据包从网络介质（如网线、Wi-Fi）接收进来，或发送出去。
- 常见设备：以太网卡、Wi-Fi 适配器、蓝牙适配器等。在系统中通常显示为
eth0,wlan0等接口。
- 特点：处理网络数据包的发送和接收。与字符和块设备不同，网络设备不通过文件系统中的设备节点（
总结：
- 字符设备：按字节流顺序读写，有
/dev节点，用read/write访问。 - 块设备：按数据块随机读写，有
/dev节点，通常用于文件系统，数据经过缓存。 - 网络设备：处理数据包，无传统
/dev节点，通过 Socket API 和网络协议栈访问。
为Linux编写字符设备驱动程序是一个涉及内核编程的过程，以下是基本步骤和概念的概述：
1. 定义设备号：
为字符设备分配一个主设备号（major number），这通常需要向内核维护者申请。
定义次设备号（minor number），用于区分同一驱动支持的不同设备。
2. 编写驱动程序：
初始化驱动：定义一个 init 函数，在驱动加载时被调用，用于初始化驱动程序。
打开和关闭设备：实现 open 和 release 函数，分别在设备被打开和关闭时调用。
读写操作：实现 read 和 write 函数，用于处理对设备的读写请求。
控制操作：如果设备支持ioctl调用来控制设备，需要实现 ioctl 函数。
文件操作结构体：定义一个 file_operations 结构体，将上述函数指针关联到对应的操
作。
3. 注册字符设备：
使用 register_chrdev_region 或 alloc_chrdev_region 函数注册设备号和驱动。
使用 cdev_init 初始化 cdev 结构体，并将 file_operations 结构体传递给它。
使用 cdev_add 将 cdev 结构体添加到内核中。
4. 模块加载和卸载：
实现 init_module 和 cleanup_module 函数，分别作为模块加载和卸载时的入口点。
5. 错误处理：
在驱动程序中添加必要的错误处理代码，确保在发生错误时能够正确响应。
6. 编译驱动程序：
编写Makefile，确保驱动程序能够与内核一起编译。
使用 make 命令编译驱动程序，生成模块文件。
7. 加载和测试驱动程序：
使用 insmod 命令加载驱动模块。
使用 dmesg 查看内核日志，确认驱动程序加载成功。
使用 mknod 创建设备节点，例如 /dev/mychardev 。
使用 chmod 设置设备节点的权限。
使用 cat 、 echo 等命令测试设备的读写功能。
8. 卸载驱动程序：
使用 rmmod 命令卸载驱动模块。
确保所有资源都被正确释放，包括设备节点。
9. 调试和优化：
使用 printk 、 kdebug 等工具进行调试。
根据需要优化驱动程序的性能。